ЭНДОФИТЫ:СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАТОГЕНОВ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Эндофиты представляют собой интересную группу ассоциированных с растениями бактерий, живущих внутри растения, взаимодействие которых с растениями может являться нейтральным или полезным. Структура бактериальных сообществ в эндофитном микроокружении важных сельскохозяйственных культур (различных сортов картофеля, салата и сахарной свеклы) и дикорастущих растений (различные виды мхов) была проанализирована с помощью многопрофильного подхода на различных полях в Европе. Интересно, что анализ с использованием конформационного полиморфизма однонитевой Днк (Single-Strand Conformation Polymorphism, SSCP) и/или полиморфизма длин терминальных рестрикционных фрагментов (T-RFLP) генов 16S рРнк, амплифицированных при помощи универсальных, а также группоспецифических и функциональных праймеров, показал высокое разнообразие и специфичность эндофитных бактериальных обществ. Антагонистический потенциал эндофитных бактерий, определенный при исследовании in vitro антагонизма по отношению к различным патогенам (бактериям, грибам, простейшим и нематодам) варьировал, от 5 до 43 %. Интересно, что был выявлен филогенетически разнообразный спектр антагонистических штаммов. на антагонистический потенциал эндофитных бактерий влиял генотип растения и стадия развития, внутреннее мироокружение и тип почвы. При поиске биорегулирующих штаммов были отобраны перспективные штаммы-кандидаты. У этих штаммов оценивали эффективность контроля патогенов в условиях in situ в тепличных и полевых экспериментах. на основе HRO-C48 serratia plymuthica был разработан препарат (RhizoStar®), контролирующий вертициллиозный вилт у различных растений-хозяинов. Для других перспективных штаммов-кандидатов, таких как 3Re2-7 (B3) Pseudomonas trivialis и 3Re4-18 (B4) serratia plymuthica, в дальнейшем будет определен механизм биологического контроля передающегося через почву патогена Rhizoctonia solani.

Об авторах

Габриэль Берг

Graz University of Technology, Institute of Environmental Biotechnology, Граж, Австрия

Генри Мюллер

KWS SAAT AG, , Эйнбек, Германия

Кристина Зачов

Graz University of Technology, Institute of Environmental Biotechnology, Граж, Австрия

Катя Опельт

Graz University of Technology, Institute of Environmental Biotechnology, Граж, Австрия

Катя Шервински

Graz University of Technology, Institute of Environmental Biotechnology, Граж, Австрия

Ральф Тильчер

KWS SAAT AG, , Эйнбек, Германия

Андреас Ульрих

Leibniz-Zentrum f?r Agrarland cschaftsforschung (ZALF), Institut f?r Landschaftsstoffdynamik, M?ncheberg, Germany, M?ncheberg, Германия

Йохан Халлманн

Biologische Bundesanstalt f?r Land- und Forstwirtschaft, Institut f?r Nematologie und Wirbeltierkunde, M?nster, Germany, M?nster, Германия

Рита Грош

Institute of Vegetable and Ornamental Crops, Gro?beeren, Germany, Gro?beeren, Германия

Анжела Сесситш

Austrian Research Centers GmbH, Seibersdorf, Austria, Seibersdorf, Австрия

Список литературы

  1. Berg G., Kurze S., Dahl R., 1999. Rhizobakerienisolate zur Anwendung gegen phytopathogene Bodenpilze und Verfahren zur Anwendung der Rhizobakterienisolate. (Isolated Rhizobacteria for Treatment of Phytopathogenic Fungal Diseases)//European Patent No. 98124694. 5.
  2. Berg G., Eberl L. Hartmann A., 2005 a. The rhizosphere as a reservoir for opportunistic human pathogenic bacteria//Environ. Microbiol. Vol. 71, P. 4203-4213.
  3. Berg G., Krechel A., Ditz M. et al., 2005 b. Endophytic and ectophytic potato-associated bacterial communities differ in structure and antagonistic function against plant pathogenic fungi//FEMS Microb. Ecol. Vol. 51, P. 215-229.
  4. Berg G., Hallmann J., 2006. Control of plant pathogenic fungi with bacterial endophytes.//Microbial root endophytes. Eds. B. Schulz et al., Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, P. 53-70.
  5. Faltin F., Lottmann J., Grosch R., Berg G., 2004. Strategy to select and assess antagonistic bacteria for biological control of Rhizoctonia solani Kühn//Can. J. Microbiol. Vol. 50, P. 811-820.
  6. Grosch, R., Faltin, F., Lottmann, J., Kofoet, A. et al., 2005. Effectiveness of three antagonistic bacterial isolates to suppress Rhizoctonia solani Kühn on lettuce and potato//Can.J. Microbiol. Vol. 51, P. 345-353.
  7. Hallmann J., Quadt-Hallmann A., Mahaffee W.F., Kloepper J.W., 1997. Endophytic bacteria in agricultural crops//Can.J. Microbiol. Vol. 43, P. 895-914.
  8. Hallmann J., Faupel A., Krechel A. et al., 2004. Endophytic bacteria and biological control of nematodes//IOBC Bulletin Vol. 27, P. 83-95.
  9. Krechel A., Faupel A., Hallmann J. et al., 2002. Potatoassociated bacteria and their antagonistic potential towards plant pathogenic fungi and the plant parasitic nematode Meloidogyne incognita (Kofoid & White) Chitwood//Can.J. Microbiol. Vol. 48, P. 772-786.
  10. Krechel A., Ditz M., Ulrich A. et al., 2004. Bacterial life inside and outside potato roots and leaves//IOBC Bulletin Vol. 27, P. 157-165.
  11. Kurze S. Dahl R., Bahl H. Berg, G. 2001. Biological control of fungal strawberry diseases by Serratia plymuthica HRO-C48//Plant Dis. Vol. 85. P. 529-534.
  12. Liu X., Bimerev M., Ma Y. et al., 2007. Quorum-sensing signalling is required fort he production of the antibiotic pyrrolnitrin in a rhizospheric biocontrol strain of Serratia plymuthica//FEMS Microb. Lett. Vol. 270, P. 299-205.
  13. Müller H., Berg G., 2008. Impact of formulation procedures on the effect of Serratia plymuthica on Verticillium wilt in oilseed rape//Biocontrol, in press on-line.
  14. Müller H., Westendorf C., Chernin L. et al., 2007. The activity of the biocontrol agent Serratia plymuthica HRO-C48 is under quorum sensing control. Manuscript FEMS Microb. Ecol., under revision.
  15. Opelt K., Berg G. 2004. Diversity and antagonistic potential of bacteria associated with bryophytes from nutrient poor habitats of the Baltic Sea Coast//Appl. Environ. Microbiol. Vol. 70, P. 6569-6579.
  16. Opelt K., Chobot V., Hadacek F. et al., 2007. Investigations of the structure and function of bacterial communities associated with Sphagnum mosses//Environ. Microbiol., in press Vol. 9, P. 2795-2809.
  17. Reinhold-Hurek B., Hurek T., 1998. Life in grasses: Diazotrophic endophytes//Trends Microbiol. Vol. 6, P. 139-144.
  18. Rosenblueth M., Martinez-Romero E., 2006. Bacterial endophytes and their interaction with hosts//Mol. Plant-Microb. Interact. Vol. 19, P. 827-837.
  19. Sessitsch A., Reiter B., Berg G., 2004. Endophytic bacterial communities of field grown potato plants and their plant growth promoting abilities//Can.J. Microbiol. Vol. 50, P. 239-249.
  20. Scherwinski K., Wolf A., Berg G., 2006. Assessing the risk of biological control agents on the indigenous microbial communities: Serratia plymuthica HRO-C48 and Streptomyces sp. HRO-71 as model bacteria//Biocontrol. Vol. 52, P. 87-112.
  21. Scherwinski K., Grosch R., Berg G., 2008. Field-inoculation of bacterial Rhizoctonia-antagonists: efficient biocontrol of bottom rot on lettuce and negligible, short-term effects on non-target microbes//FEMS, under revision, Vol. 64, P. 106-116.
  22. Smalla K., 2004. Culture-independent microbiology//Microbial diversity and bioprospecting/Eds. Bull A.T., Washington DC: ASM Press, P. 88-99.
  23. Sturz A.V., Christie B.R., Nowak, J., 2000. Bacterial endophytes: potential role in developing sustainable system of crop production//Crit. Rev. Plant Sci. Vol. 19, P. 1-30.
  24. Winding A., Binnerup S.J., Pritchard H. 2004. Nontarget effects of bacterial biological control agents suppressing root pathogenic fungi//FEMS Microb. Ecol. V. 47. P. 129-141.
  25. Zachow C., Tilcher R., Berg G., 2007. Sugar beet-associated bacterial and fungal communities show a high indigenous antagonistic potential against plant pathogens//Microb. Ecol., in press, Vol. 55. P. 119-129.

© Берг Г., Мюллер Г., Зачов К., Опельт К., Шервински К., Тильчер Р., Ульрих А., Халлманн Й., Грош Р., Сесситш А., 2008

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах